Экологические проблемы применения минеральных удобрений доклад

Обновлено: 17.06.2024

Применение органических и минеральных удобрений – одно из основных условий повышения урожайности сельскохозяйственных культур, а также важное звено технологий их выращивания, поскольку функционирование агроценозов основывается на систематическом отчуждении больших количеств биогенных элементов. Использование удобрений (особенно органических) позволяет возвращать и вовлекать в круговорот питательные вещества взамен изъятых из агроценозов с основной о побочной продукцией, обеспечивая таким образом определенную устойчивость продукционных процессов. Статистические данные свидетельствуют о том, что в настоящее время за счет продукции, получаемой с помощью удобрений, обеспечивается пищей каждый четвертый житель нашей планеты. Неслучайно академик Д.Н. Прянишников сравнивал прирост продукции, получаемой благодаря внесению удобрений, с открытием новых земледельческих континентов. Д.Н. Прянишников еще в далеком 1937г. заметил, что авторы, думающие, что они знают секрет получения высоких урожаев без применения удобрений (и без знания агрохимии), напрасно называют себя учеными-материалистами.

Признавая исключительно важную роль агрохимии в увеличении производства продуктов питания для человека и кормов для животных и в повышении эффективности сельскохозяйственного производства в целом, нельзя не отметить, что те же самые химические средства при неправильном их использовании могут оказывать и оказывают негативноевоздействие на ОС. Именно неграмотное использование средств химизации, нарушение существующих регламентов служат источником наблюдающихся отрицательных последствий.

Основными причинами загрязнения ОС удобрениями считают несовершенство организационных форм, а также технологий транспортировки, хранения, тукосмешения и применения удобрений, нарушение агрономической технологии их внесения в севообороте и под отдельные культуры (в том числе неумеренное или несбалансированное), несовершенство самих удобрений, их химических, физических и механических свойств. Основным показателем следует считать прибавку урожая или повышение содержания того или иного элемента в почве, а не количество удобрений, внесенных на 1га поля. Это требование диктуется законом предельной урожайности, в соответствии с которым повышение урожайности имеет тенденцию к замедлению, по мере того как растет количество вносимого удобрения.

Неблагоприятное влияние удобрений на окружающую природную среду, те или иные компоненты агроценозов может быть самое различное:

– нарушение круговорота и баланса питательных веществ, ухудшение агрохимических свойств и снижение плодородия почвы;

– ухудшение фитосанитарного состояния посевов и развитие болезней растений, снижение продуктивности сельскохозяйственных культур и качества получаемой продукции;

– загрязнение поверхностных и грунтовых вод, усиление эвтрофирования водоемов.

Процессом, в результате протекания которого в почве образуются нитраты, является нитрификация. Под воздействием организмов-нитрификаторов, присутствующих в любой почве, происходит минерализация органических веществ почвы и внесенных органических удобрений (навоза, торфа, перегноя). Один из конечных продуктов минерализации – нитраты. Еще один источник нитратов – азотные удобрения (сульфат аммония, нитрат аммония, нитрат калия, нитрат натрия, мочевина и др.). Под воздействием тех же нитрифицирующих микроорганизмов аммонийный и амидный азот в почве постепенно переходит в нитратный. При условиях, благоприятствующих нитрификации, весь внесенный в почву азот может в течение двух-трех дней превратиться в нитратный. Поэтому при внесении высоких доз азотных удобрений, даже не содержащих нитратного азота, в почве может накапливаться большое количество нитратов. Это естественный физиологический процесс. Нитратный азот в почве очень подвижен и при обильных поливах или в дождливую погоду легко вымывается за пределы корнеобитаемого слоя, особенно в легких почвах.

Наряду с аммонийным азотом нитраты являются основным источником питания растений. В последние годы прослеживается тенденция увеличения производства сельскохозяйственной продукции (особенно овощной) с повышенным содержанием нитратов. Сам факт наличия нитратов в сельскохозяйственной продукции не вызывает опасения. поскольку они представляют одну из форм существования азота – естественного составного элемента биосферы, присутствовавшего в ней еще до появления человека. Важно другое – в каких количествах присутствуют эти соединения в растениях. Накопление нитратов в растениях происходит в результате того, что поглощенный азот не полностью расходуется на синтез аминокислот и белков (т.е. не все поглощенные нитраты восстанавливаются до аммиака). В нарушении этого процесса важную роль играют ферменты азотного обмена – нитрат- и нитритредуктазы, а также углеводное питание растений.

Причин нарушения процессов ассимиляции нитратов в растениях насчитывается около 20, среди них такие как:

- сроки, формы и дозы внесения удобрений;

- метеорологические условия;

- сортовые различия;

- сроки посадки и густота посевов;

- качество известкования;

- наличие и соотношение питательных веществ и т.д.

ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЕННЫХ ЭКОСИСТЕМ

– загрязнение поверхностных и грунтовых вод, усиление эвтрофирования водоемов.

Причин нарушения процессов ассимиляции нитратов в растениях насчитывается около 20, среди них такие как:

Классические технологии растениеводства предполагали применение навоза в качестве главного и практически единственного удобрения, а борьбу с сорняками вели методом механической прополки. Но при таких технологиях достичь современных урожаев было невозможно. И когда сельское хозяйство вышло на промышленный уровень, встал вопрос о повышении урожайности и скорости созревания выращиваемых культур. Эта гонка продолжается и сегодня. Крупнейшие корпорации вкладывают миллионы долларов в исследования и разработку новых химических средств, делающих процесс выращивания сельскохозяйственных культур проще, а риски потери урожая меньше.

Существует два основных вида таких веществ – минеральные удобрения и средства борьбы с вредителями и сорняками.

Минеральные удобрения

Наиболее распространённые азотные, фосфорные и калийные удобрения. Но это не значит, что список вносимых в почву минеральных веществ ограничивается только этими тремя. Кальций, йод и многие другие элементы таблицы Менделеева также могут входить в состав конкретных удобрений.

Вдобавок ко всему, одной из важнейших экологических проблем, связанных с применением минеральных удобрений, является загрязнение грунтовых вод. Это связано и с низкой степенью усвояемости азота и фосфора растениями. Только 40% азота поглощается ими, а оставшиеся 60% - из почвы переходят в воду и испаряются в атмосферу. Фосфор усваивается лучше, но также далеко не полностью. Последствия этого довольно серьёзны – в водоёмах начинается бурный рост растительности, что приводит к их заболачиванию. А отмершие растения в процессе гниения выделяют метан и сероводород и сокращают количество кислорода в воде. Это приводит к мору рыбы. Да и в целом рыба живёт меньше, растёт не достаточно крупной, а накапливая нитраты – становится опасной для человека. Употребление такой рыбы в пищу может приводить к серьёзным заболеваниям желудка.

Выделение азота в атмосферу приводит к кислотным дождям, вредным как для человека, так и для природы. Они приводят к гибели жителей лесов, болезням деревьев, окислению металлов и разрушению строительных материалов.

Проблема очистки

Несмотря на то, что в состав конкретного минерального удобрения входит несколько необходимых для питания растений веществ, помимо них в удобрениях содержится ещё множество примесей. И часто это совсем небезопасные вещества – стронций, уран, цинк, свинец, ртуть, кадмий. Попадая в организм человека, они поражают почки, печень, кишечник и негативно влияют на работу кровеносной системы. Нормы безопасного потребления некоторых из этих веществ таковы: до 3,5 мг свинца, 0,6 мг кадмия, 0,35 мг ртути за неделю (для человека весом 70 кг.). Такое количество в теории организм может вывести без серьёзных последствий. Но в идеале, конечно же, они и вовсе не должны попадать в наш организм. Да вот только в реальности всё очень далеко от идеала. Если коровы паслись на территориях с избытком удобрений, то концентрация кадмия в 1 литре молока может достигать 17-30 мг!

Живой мир почвы

Последствия применения минеральных удобрений не ограничиваются только эрозией почвы и загрязнением воды. В самой почве живёт множество микроорганизмов. И за миллионы лет эволюции природа создала необходимый баланс между видами. Кроме микроорганизмов существует множество почвенных животных. И даже механизмы фотосинтеза напрямую зависят от процессов, происходящих в почвах. При большом насыщении почвы минеральными удобрениями некоторые виды бактерий гибнут, зато плодятся другие, адаптированные к потреблению азота. Из-за возникшего дисбаланса нарушается ряд биологических процессов, деградирует корневая система деревьев и весь животный мир почвы. Зато это освобождает место для многих вредителей, которые не боятся минеральных удобрений, и уже не имеют в такой почве естественных врагов.

Нитраты и нитриты

Кроме того сами химические вещества, далеко небезвредные для человека, с растениями попадают в наш организм. Нитраты – продукты переработки удобрений, в организме человека превращаются в нитриты. А это высокотоксичный канцероген. Под его воздействием гемоглобин превращается в метагемоглобин. Данное вещество не в состоянии переносить кислород по крови, что нарушает важнейшие процессы в организме. Норма содержания метагемоглобина в крови не более 2%. Под воздействием нитрозосоединений в организме человека возникают злокачественные опухоли, нарушается работа иммунной системы и повышается риск мутаций эмбриона.

Норма содержания нитратов в организме человека составляет 200-220 мг на 1 кг массы тела. В реальности, согласно ряду исследований в среднем мы получаем 150-300 мг, а иногда до 500 мг на 1 кг массы тела. В воде содержание нитратов не должно превышать 10 мг/л. Нюанс в том, что эти нормы уже неоднократно пересматривались. И, как правило, в сторону их увеличения. То есть чем больше применяется удобрений, и чем более явной становится эта проблема, тем более мягкими допустимые нормы содержания нитратов.

Качество продуктов

Ускоренный рост и созревание продуктов под воздействием минеральных удобрений имеет и обратную сторону – ухудшение их качества. Проявляется это в снижении содержания углеводов и увеличении количества сырого протеина в овощах. В картофеле снижается содержание крахмала, а в зерновых культурах нарушается баланс аминокислот. Сокращается и срок хранения продуктов.

Как защититься от нитратов?

Нужно понимать, что в определённых количествах нитраты не вредны для организма и даже могут быть переработаны им в полезные соединения. Но избыток нитратов неминуемо превращается в нитриты со всеми вытекающими последствиями. Поэтому, не имея доступа к экологически чистым продуктам, нужно придерживаться правил, которые помогут минимизировать количество потребляемых нитратов.

Во-первых, нужно знать о распределении нитратов в самих растениях. Так, в салатах и шпинате их большая часть содержится в жилках листьев, в капусте – в кочерыжке, в огурцах и редисе – в корешке, в патиссонах – в верхней части, в кабачках – в кожице и хвостике, в арбузах и дынях – в незрелой мякоти, прилегающая к коркам, в моркови – в сердцевине (до 90%), в свекле – в верхней части (до 65%). Количество нитратов увеличивается, если хранить овощи и соки при высокой температуре. Собирать урожай овощей стоит только, когда он полностью созрел и желательно во второй половине дня. Такие временные колебания также влияют на содержание нитратов.

Если говорить о количестве нитратов в разных овощах и фруктах, то больше всего их накапливается в свекле. Меньше нитратов в капусте, петрушке и луке. А совсем нет в спелых помидорах, красной и чёрной смородине.

Культура

Уровень

предельно

допустимой

концентрации

нитратов, мг/кг

Оптимальная

кислотность

почвы, pH

Отдельно стоит сказать о готовых салатах. Их нужно есть сразу после приготовления и заправлять желательно оливковым и подсолнечным маслом, потому что в сметане и майонезе активно размножаются бактерии, превращающие нитраты в нитриты. Влияет на этот процесс и перемена температуры – если вы много раз достаёте соки или салаты из холодильника на стол и через какое-то время убираете обратно. При приготовлении супа, из овощей нужно удалять все части с высоким содержанием нитратов. А потом овощи подержать в течение часа в 1% растворе соли. Также тушение овощей хорошо снижает количество нитратов в них. И в завершение приёма пищи полезно выпить зелёного чая или употребить аскорбиновую кислоту.

Все эти меры возможно и не позволят снизить концентрацию нитратов до минимума, но существенно обезопасят ваш организм от них.

Пестициды

До изобретения этих химических средств, методов борьбы с различными вредителями, заболеваниями и сорными растениями, в арсенале сельского хозяйства было весьма немного. С развитием химии уже в начале 20 века учёные начали создавать первые пестициды. На сегодняшний день их количество огромно – более 5000! Индустрия производства пестицидов прошла четыре поколения: хлорорганические, фосфорорганические, карбаматы и пиретроиды. Только последний класс считается безвредным для теплокровных, однако, по-прежнему весьма опасным для рыб. Поэтому его применение на полях вблизи водоёмов запрещено. Остальные классы пестицидов – токсичные химические вещества.

Существует множество классификаций пестицидов в зависимости от типа действия и направленности. Одни направлены на какой-то конкретный вид живых организмов, другие имеют более широкий спектр действия. У разных пестицидов разная степень системного воздействия на организм.

На сегодняшний день существует ряд пестицидов отнесённых к классу стойких органических загрязнителей (СОЗ). Среди них хлорорганические и ртутьсодержащие вещества, а также производные фурана. Самые распространённые альдрин, дильдрин, эндрин, мирекс, хлордан, гептахлор, гексахлорбензол, ДДТ и токсафен. То, что их применение запрещено законодательством многих стран не значит, что они нигде не применяются. Даже печально известный высокотоксичный ДДТ до сих пор применяется во многих странах мира. В частности он является эффективным средством борьбы с малярийными комарами.

Важно понимать, что распространение пестицидов может охватывать очень большие территории. К примеру, в 1960-е годы во время активного применения ДДТ, этот пестицид находили даже в организме пингвинов в Антарктиде! Это лишний раз показывает, что влияние пестицидов на окружающую среду может быть не только локальным, но и достигать планетарного масштаба. Как в случае с минеральными удобрениями они негативно влияют на почвы, воду, атмосферу и живые организмы. Но в отличие от минеральных удобрений, большинство пестицидов являются ядами в чистом виде. То есть даже незначительное их поступление в организм может привести к серьёзным негативным последствиям!

Вред пестицидов

Пестициды попадают в организм человека непосредственно с овощами и фруктами, в том числе с их поверхности, если плоды плохо вымыты. Из зерновых культур, так как они могут всасываться в них из почвы. Особенно эффективно они всасываются в сезон дождей. Могут пестициды попадать в организм человека с рыбой, если концентрация этих веществ в водоёме их обитания была высокой.

Попадая в организм человека пестициды способный вызвать отравление с летальным исходом. В малых дозах – это высокотоксичные канцерогены, вызывающие раковые заболевания, мутации и общее снижение иммунитета.

Воздействие на растения неоднозначно. Существуют виды, ранее не сталкивавшиеся с конкретным веществом, под воздействием которого в них нарушаются естественные обменные процессы и увеличивается накопление вредных веществ. Но есть и другой эффект – некоторые виды растений могут стать устойчивыми к пестицидам. У таких растений под воздействием некоторых пестицидов (в частности гербицидов) может начаться активный рост и повыситься урожайность.

Если в целом говорить о негативных последствиях применения пестицидов для окружающей среды, то они проявляются в нарушении естественных микробиоценозов почвы и воды, снижению биологической и пищевой ценности продуктов питания, возникновении устойчивости у микроорганизмов и вредителей, гибели и болезням животных и человека.

При использовании гербицидов необходимо:

учитывать длительность их действия
учитывать степень засоренности почвы сорняками
учитывать кислотность, влажность, температуру и аэрацию почвы
правильно рассчитывать дозу
учитывать способность почвы самоочищаться
качественно очищать тару и опрыскиватели
учитывать фазы развития растений
использовать для мульчи солому с чистых, необработанных пестицидами полей
правильно выбирать пестициды и не заниматься их самостоятельным смешиванием
избегать сноса пестицидов воздушными потоками во время опрыскивания

Удобрения, особенно при неправильном применении, могут служить фактором экологической напряженности не только там, где они применяются, негативное их действие может проявляться более широко. За счет вымывания из почвы потери удобрений могут достигать 40% и более. Негативное действие минеральных удобрений на объекты окружающей природной среды, а также опосредованное отрицательное их действие на человека и животных представлено схематично на рисунке 1.

Попадая в растения, при определенных условиях (высокий агрохимический фон, затененность плантаций, пасмурная погода) остатки азотных удобрений - нитраты - могут накапливаться в растениеводческой продукции. Накопление нитратов в продукции при несоблюдении норм внесения азотных удобрений бывает значительным, что может привести к отравлению людей и сельскохозяйственных животных (известны случаи отравления людей арбузами, дынями, животных - кормовой свеклой).

Удобрения содержат в качестве примесей тяжелые металлы (Cu, Pb, As, Cd и др.), радиоактивные элементы (U, Ra, Th, 90 Sr, 40 K), которые в процессе транслокации из почвы поступают в растения, и также загрязняют растениеводческую продукцию, снижая ее качество.

О загрязненности фосфоpных и калийных удобpений тяжелыми металлами свидетельствуют следующие данные: суперфосфат на каждый

килограмм может содержать до 2,2 мг мышьяка, 4,5 мг селена, 0,9 мг кобальта, более 17 мг цинка, апатит до 90 мг свинца, нитроаммофоска 20 мг кадмия [Минеев, 1990], калийные соли (КС1, K₂SO₄) - свинец, кадмий, хром, ртуть в количествах соответственно 12, 1, 0,25 и 0,075 мг. Загpязненность 90 Sr некотоpых фосфоритных pуд - сырья для производства фосфорных удобрений, составляет 30-40 кг на 1 т P₂O₅ (Кузина и дp., 1982).

Минеральные удобрения могут не только повышать, но при определенных условиях и снижать почвенное плодородие. Это наблюдается, когда в почву не вносят или вносят в недостаточном количестве органические удобрения. Внесение удобрений повышает активность почвенной микрофлоры, ускоряющей естественный процесс разложения (минерализации) гумуса в 2-3 раза (в норме 1,5 % в год), и без пополнения почвы органикой почвенное плодородие будет снижаться, т.е. при внесении только одних минеральных удобрений экологическое равновесие в почвах нарушается, и добиться бездефицитного баланса гумуса в почвах можно путем внесения, наряду с минеральными, органических удобрений.

Внесение жидкого аммиака или аммиачной воды сопровождается загрязнением атмосферного воздуха аммиаком. Аммиак - хорошая азотная подкормка для растений, но он токсичен для животных и человека. Во время подкормки растений происходит загрязнение воздуха этим веществом на значительных территориях.

Азотные удобрения в почве могут разлагаться некоторыми почвенными микроорганизмами до оксидов и молекулярного азота. Это процесс денитрификации, сопровождающийся образованием N0, N0₂, N₂0, NO₃, N₂0₅, N₂, которые поступают в_еатмосферный воздух. Оксиды N0, N₂0 являются токсичными газами, а N0₂ наряду с диоксидом углерода С0₂ выступает как парниковый газ.

Удобрения могут представлять опасность для диких животных: склевывание гранул удобрений птицами, так же как и слизывание слежавшихся калийных удобрений зверями (лосями, кабанами, косулями),

вызывает отравление животных. Внесение чрезмерно высоких доз минеральных удобрений ведет к сокращению в почве дождевых червей - важных объектов почвенного биоценоза.

Пути преодоления экологического пресса минеральных удобрений на объекты окружающей природной среды могут быть следующие:

- необходимо соблюдать нормы внесения и сбалансированность между элементами питания в удобрениях;

- вносить минеральные удобрения следует дробно, до 40 % азотных удобрений вносить в виде подкормок. Это позволяет растениям более рационально использовать удобрения, уменьшает вероятность потерь от смыва дождями;

- применять более совершенную рядковую технологию внесения удобрений;

- применять минеральные удобрения необходимо в комплексе с органическими: вносить на 1 га угодий не менее 10 т перепревшего навоза, что создаст бездефицитный баланс гумуса в почве. Положительный баланс гумуса может быть обеспечен внесением не менее 20-30 т навоза;

- исключить загрязненность почв тяжелыми металлами и радионуклидами можно путем применения более чистых и качественных удобрений;

- вводить в севообороты бобовые культуры, которые накапливают в почве азот в органической экологически безопасной форме.

Рекомендуемая литература

1. Агpоэкология/Под pед. д.с.-х.н. В.А. Чеpникова и к.геогp.н. А.И.Чекеpеса.- М.: Колос, 2000.- 536 с.

2. Бадина Г.В., Королев А.В., Королева Р.О. Основы агрохимии. - Л.: Агропромиздат, 1988. - 448 с..

3. Кольцов А.С. Сельскохозяйственная экология: Учебно - спpавочное пособие.- Ижевск: Изд-во Удмуpского ун-та, 1995.-275 с.

4. Кудеяpов В.Н. Экологические пpобемы пpименения минеpальных удобpений.- М, 1984. - 212 с.

5. Минеев В.Г. Биологическое земледелие и минеpальные удобpения. - М.: Агpопpомиздат, 1990. - 154 c.

6. Минеев В.Г., Ремпе Е.Х. Агрохимия, биология и экология почвы. - М.: Росагропромиздат, 1990. - 206 с.

7. Хайниш Э. Агpохимикаты в окpужающей сpеде.- М.: БИ, 1979. - 373 с.

Вопросы для самостоятельного контроля

1. Масштабы применения удобрений и их влияние на урожайность сельскохозяйственных культур.

2. Назвать причины снижения масштабов применения минеральных удобрений.

3. Отрицательные последствия применения минеральных удобрений для объектов окружающей природной среды (атмосферного воздуха, водных объектов, почв).

4. В чем проявляется влияние минеральных удобрений на животных в агроценозах.

5. Пути снижения экологического пресса минеральных удобрений на объекты окружающей среды.

- необходимо соблюдать нормы внесения и сбалансированность между элементами питания в удобрениях;

- применять более совершенную рядковую технологию внесения удобрений;

Рекомендуемая литература

1. Агpоэкология/Под pед. д.с.-х.н. В.А. Чеpникова и к.геогp.н. А.И.Чекеpеса.- М.: Колос, 2000.- 536 с.

2. Бадина Г.В., Королев А.В., Королева Р.О. Основы агрохимии. - Л.: Агропромиздат, 1988. - 448 с..

4. Кудеяpов В.Н. Экологические пpобемы пpименения минеpальных удобpений.- М, 1984. - 212 с.

5. Минеев В.Г. Биологическое земледелие и минеpальные удобpения. - М.: Агpопpомиздат, 1990. - 154 c.

6. Минеев В.Г., Ремпе Е.Х. Агрохимия, биология и экология почвы. - М.: Росагропромиздат, 1990. - 206 с.

7. Хайниш Э. Агpохимикаты в окpужающей сpеде.- М.: БИ, 1979. - 373 с.

Вопросы для самостоятельного контроля

1. Масштабы применения удобрений и их влияние на урожайность сельскохозяйственных культур.

2. Назвать причины снижения масштабов применения минеральных удобрений.

4. В чем проявляется влияние минеральных удобрений на животных в агроценозах.

5. Пути снижения экологического пресса минеральных удобрений на объекты окружающей среды.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

В работе рассмотрена проблема чрезмерного использования минеральных удобрений, их влияния на здоровье человека и даны практические рекомендации по определению нитратов в овошах в домашних условиях.

Вложение	Размер
tvorcheskaya_rabota_nikity_larkina.doc	56 КБ

Предварительный просмотр:

ФГБОУ ФПО СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

77-я студенческая научно - практическая конференция

применения минеральных удобрений

Творческая работа Ларкина Никиты

ученика 8а класса МКОУ СОШ №14

пос. Пятигорский Предгорного района
Ставропольского края

Руководитель: Балацкая Татьяна Алексеевна

учитель химии и биологии

2012 - 2013 учебный год

С детства мы знаем много сказок, в которых упоминается скатерть-самобранка. Фантазия это или реальность? В современном представлении скатерть-самобранка – это ухоженная, плодородная земля, благодаря которой наш стол полон яств. А как этого добиться?

Много веков занимает людей этот вопрос. Мы живем уже в XXI веке, нас на Земле больше 6 млрд человек. С ростом населения растут и потребности. Возможно, ли воплотить в реальность сказочную мечту о скатерти-самобранке?

Каким же образом можно перевести сельское хозяйство из разряда загрязненных в разряд экологически чистых?

В естественных условиях осуществляется непрерывный круговорот химических элементов. После того как растение погибает, элементы, взятые им из почвы, вновь возвращаются в нее в результате деятельности микроорганизмов. Но человек, собирая урожай, забирает все химические элементы, использованные растением: N, Р, K, Са, Мn и др. Это длится в течение многих лет и приводит к истощению почвы. Если пользоваться простейшими минеральными удобрениями (селитра, мочевина, суперфосфаты) и умеренно их вносить, то почва обогащается полезными для растений веществами.

Но на сегодняшний день технология производства удобрений такова, что в их составе имеется целый букет тяжелых металлов, включая ртуть. Дозы вносимых удобрений до сих пор составлены без учета потребностей в питательных веществах выращиваемых культур.

Вещества, содержащие три питательных элемента – азот, фосфор, калий – и способные в почвенном растворе диссоциировать на ионы, называются минеральными удобрениями. Минеральные удобрения принято классифицировать по двум признакам:

1) по питательному элементу;

2) по числу питательных элементов.

По первому признаку выделяют азотные, фосфорные, калийные удобрения, по второму – простые, содержащие один питательный элемент, и комплексные, содержащие два или три питательных элемента. Комплексные удобрения делят на сложные и смешанные.

Сложные удобрения – это комплексные удобрения, в которых атомы питательных элементов образуют химические связи. Сложное удобрение – это одно вещество, его состав выражен одной химической формулой.

Смешанные удобрения – это комплексные удобрения, которые представляют собой смеси нескольких (двух-трех) различных веществ.

Азотные удобрения представляют собой белые или желтоватые кристаллические порошки (кроме жидких удобрений), которые хорошо растворимы в воде, не поглощаются или слабо поглощаются почвой. Большинство из них обладает высокой гигроскопичностью и требует особой упаковки и хранения.

Если мы видим, что растения отстают в росте, их листья приобретают грязно-зеленый цвет с фиолетовым оттенком, то мы делаем вывод о нехватке в почве фосфора.

Фосфор является жизненно важным элементом для всех живых организмов, включая человека. Судите сами: твердость скелету придает ортофосфат кальция Сa3(РО4)2, содержится фосфор также в составе мышечной, нервной и мозговой тканей. Источником фосфора для людей и животных является растительная пища. А растения могут расти в том случае, если в почве есть фосфаты. Следовательно, в почву необходимо вносить фосфорные удобрения. Фосфорные удобрения – это соли фосфорной кислоты, которая образует три вида солей: фосфаты, гидрофосфаты и дигидрофосфаты.

Самое дешевое удобрение – фосфоритная мука, состав которой выражается формулой Са3(РО4)2. Тонко измельченный природный фосфорит нерастворим в воде, поэтому применяется он на кислых, подзолистых, торфяных, серых и лесных почвах, т. е. почвах, которые могут растворить этот фосфат. К растворимым фосфорным удобрениям относятся простой и двойной суперфосфаты, основу которых составляет Са(Н2РО4)2. Состав простого суперфосфата – Са(Н2PO4)2 + 2СаSO4 (содержит балласт – СаSO4). В двойном суперфосфате сульфата кальция нет. Растворимые в воде, доступные растениям простой и двойной суперфосфаты подкисляют почву. Поэтому для снижения кислотности почвы ее известкуют.

Удобрение, содержащее гидрофосфат кальция СаНРО4•2Н2О, называют преципитатом. Это кристаллогидрат, содержащий в 1 моль удобрения 2 моль воды. Применяют его только на кислых почвах, т.к. он малорастворим в воде.

Калийные удобрения также необходимы для питания растений. Недостаток калия в почве заметно уменьшает урожай и устойчивость к неблагоприятным условиям. Важнейшими калийными удобрениями являются:

сырые соли, представляющие собой размолотые природные соли, преимущественно минералы сильвинит NaCl•KСl и каинит KCl•МgSO4•3H2О;

древесная и торфяная зола, содержащие поташ K2СО3;

концентрированные удобрения, получаемые в результате переработки природных калийных солей: KСl и K2SO4.

Хлорид калия – белый мелкокристаллический продукт. его недостаток – слеживаемость, но ее можно предотвратить глубокой сушкой (содержание влаги 0,1–0,2%), а также грануляцией. Сульфат калия совершенно не гигроскопичен и не слеживается.

Избыток в почве нитратов ухудшает качество выращиваемых овощей, фруктов, зерновых культур и др. При потреблении в повышенных количествах нитраты в пищеварительном тракте частично восстанавливаются до нитритов (более токсичных соединений), последние при поступлении в кровь могут вызвать метгемоглобинемию. Кроме того, из нитритов в присутствии аминов могут образовываться N-нитрозамины, обладающие канцерогенной активностью (способствуют образованию раковых опухолей).

Из всего сказанного можно сделать вывод о последствиях употребления некачественных продуктов:

• развитие онкологических заболеваний;

• появление заболевания, при котором кровь не способна удерживать кислород, – метгемоглобинемии (кислородного голодания);

• нарушение деятельности щитовидной железы и др.

Корневые системы всех без исключения растений хорошо усваивают нитраты. В результате участия ферментов и углеводов происходит восстановление нитратов до аммиака через нитриты:

Образующийся аммиак взаимодействует с органическими кислотами, в результате получаются аминокислоты – строительный материал для белков:

NH3 + органическая кислота аминокислота.

Содержание белков в продукции определяет ее пищевую ценность. Значит, земледелец должен добиваться наиболее полного перехода минерального азота, поступившего в растение, в состав органических веществ.

Заметим, что при недостатке азота растение медленно растет, имеет мелкие, бледные, преждевременно желтеющие листья. При избытке азота бурно развивается вегетативная часть растений, а генеративная (наряду с клубнями и корнеплодами) оказывается в угнетенном состоянии. Если в почве избыток нитратов, то они не успевают полностью превратиться в аминокислоты. Нитраты по корню поднимаются и могут осесть в любой части растения. Они превращаются в нитриты и отравляют организм. Кроме того, избыток соединений азота вымывается из верхнего слоя водой и просачивается в грунтовые воды. Далее они попадают в наш дом с обыкновенной питьевой водой.

Каковы же основные источники пищевых нитратов? Практически это исключительно растительные продукты. В животных продуктах (мясо, молоко) содержание нитратов весьма незначительно. Максимальное накопление нитратов происходит в период наибольшей активности растений при созревании плодов.

Чаще всего наибольшее содержание нитратов в растениях бывает перед началом уборки урожая. Незрелые овощи (кабачки, баклажаны, огурцы, картофель), а также овощи раннего созревания могут содержать нитратов больше, чем достигшие нормальной уборочной зрелости, когда произошло полное превращение соединений азота в белки. Удобрять растения азотными удобрениями желательно не позднее, чем за 2–3 недели до уборки урожая. Кроме того, полному превращению нитратов в белки препятствуют плохая освещенность, избыточная влажность и несбалансированность питательных элементов (недостаток фосфора и калия).

По способности накапливать нитраты растения можно разделить на пять групп – по содержанию в 1 кг продукции:

• больше 5 г (все виды салатов, петрушка, редис);

• до 5 г (шпинат, редька, кольраби, свекла, зеленый лук);

• до 4 г (белокочанная капуста, морковь, репчатый лук);

• до 3 г (лук-порей, ревень, укроп, тыква);

• менее 1 г (огурцы, арбузы, дыни, помидоры, баклажаны, картофель).

Как распределяются нитраты в различных овощах

1) У свеклы нитраты сконцентрированы в верхней части корнеплода – до 65%;

2) у моркови: в сердцевине – 90% и в наружной части – 10%;

3) у капусты – в кочерыжке и в толстых черешках листьев;

4) у картофеля в мелких клубнях нитратов больше, чем в крупных, сосредоточены они под кожурой (поэтому необходимо чистить не экономя);

5) маленькие огурцы содержат нитратов меньше, чем большие, в огурце, сорванном утром, нитратов меньше.

Что же делать, если в продуктах присутствует избыток нитратов?

Взрослый человек нормально переносит 150–200 мг нитратов в день, а 500 мг – предельно допустимая для него доза. Для грудного ребенка токсичны уже 10 мг.

1. Тщательное промывание овощей и фруктов уменьшает содержание нитратов на 10%, а механическая очистка – на 15–20%.

2. Зелень (петрушку, укроп, салат и др.) необходимо поставить, как букет, в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях нитраты в листьях в течение 2–3 ч полностью перерабатываются и потом практически не обнаруживаются. После этого зелень можно без опасения употреблять в пищу.

3. Свеклу, кабачки, капусту, тыкву и другие овощи перед приготовлением необходимо нарезать мелкими кубиками и 2–3 раза залить теплой водой, выдерживая по 5–10 мин. (Нитраты хорошо растворимы в воде (особенно теплой) и вымываются из овощей.)

4. Варка овощей снижает содержание нитратов на 50–80%.

5. Квашение, соление, консервирование и маринование способствуют снижению нитратов на 60–70%.

6. Нейтрализовать поступившие в организм нитраты могут ягоды черной и красной смородины, зеленый чай, а также аскорбиновая кислота (по 0,3–0,4 г в сутки).

Рекомендации по предотвращению отравления нитратами:

2) очистка от кожуры;

3) удаление участков наибольшего скопления нитратов;

Итак, вы познакомились с экологическими аспектами применения минеральных удобрений, отражающими позитивные и негативные стороны их применения.

Читайте также: